NO316465B1

NO316465B1 - Loading system for hydrocarbon transfer

Info

Publication number: NO316465B1
Application number: NO20024584A
Authority: NO
Inventors: Basile Bonnemaire; Sveinung Loeset
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-01-26
Also published as: CA2498822C; CA2498822A1; NO20024584D0; NO20024584A; US7524143B2; RU2344963C2; US20060165492A1; RU2005105052A; WO2004028894A1; RU2008127211A; RU2475405C2; AU2003256178A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et neddykket lastesystem for overføring av hydrokarboner mellom en installasjon på en havbunn og et flytende fartøy i områder som er utsatt for is, så som drivis, isflak eller isfjell. Lastesystemet omfatter et neddykkbart STL-bøyearrangement som inkluderer en laste- og/eller lossebøye konfigurert for innføring i eller frigjøring fra en nedad åpen, mottakende åpning på fartøyet (moon pool) og et fleksibelt stigerør som strekker seg fra installasjonen på sjøbunnen til bøyen og som beregnet for sikker kobling til en tilhørende rørledning om bord i skipet. Et flertall ankerliner er koplet til bøyen og strekker seg utad og nedover fra denne mot sjøbunnen, idet bøyen og forankringslinene utgjør et forankringssystem som tillater skipet å dreie etter vind, strøm og/eller bølger. En beskyttelsesinstruksjon plassert på eller i sjøbunnen for å beskytte stigerøret når dette er i et tilbaketrukket, ikke-operativt modus. The present invention relates to a submerged cargo system for the transfer of hydrocarbons between an installation on a seabed and a floating vessel in areas exposed to ice, such as drift ice, ice floes or icebergs. The loading system comprises a submersible STL buoy arrangement which includes a loading and/or unloading buoy configured for insertion into or release from a downwardly open, receiving opening on the vessel (moon pool) and a flexible riser extending from the installation on the seabed to the buoy and which intended for safe connection to an associated pipeline on board the ship. A plurality of anchor lines are connected to the buoy and extend outwards and downwards from it towards the seabed, as the buoy and the anchor lines constitute an anchoring system that allows the ship to turn according to wind, current and/or waves. A protective device placed on or in the seabed to protect the riser when in a retracted, non-operational mode.

Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å forankre et skip til en STL-bøye i farvann som er utsatt for is av ulik art. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å installere en stigerørsbeskyttelse i slike farvann. Det skal understrekes at oppfinnelsen også kan anvendes i farvann hvor andre typer farer kan skade et system for overføring av hydrokarboner, så som skader forårsaket av tråler eller drivtømmer. Furthermore, the invention relates to a method for anchoring a ship to an STL buoy in waters exposed to ice of various kinds. The invention also relates to a method for installing a riser protection in such waters. It should be emphasized that the invention can also be used in waters where other types of hazards can damage a system for the transfer of hydrocarbons, such as damage caused by trawls or driftwood.

Utvinning av olje gjennomføres nå i arktiske farvann. Bevegelsen til drivis er ofte et meget vanskelig problem ved konstruksjon og planlegging av offshore laste- og anker-systemer i farvann eksponert for is. Det er av avgjørende betydning å designe systemer og utvikle metoder som eliminerer risikoen for forurensning, forårsaket av skader påført utstyret på grunn av slag og gnisning fra drivende is. Extraction of oil is now carried out in Arctic waters. The movement of drift ice is often a very difficult problem in the construction and planning of offshore cargo and anchor systems in waters exposed to ice. It is of crucial importance to design systems and develop methods that eliminate the risk of contamination, caused by damage to the equipment due to impact and friction from drifting ice.

Isens bevegelser styres hovedsakelig av vind, bølger, havstrømmer og tidevannskraften. Fra analyser for den østre delen av Barentshavet har en funnet at på lang sikt er isens bevegelse klart stokastisk og med unntak for perioder med heller rettlinjet bevegelse ligner bevegelsen på en Brownsk bevegelse. Siden isflakene generelt er store og tunge kan ikke retning og absolutte verdier på isflakenes hastighet endres plutselig. Modeller forutser jevn bevegelse på isen, men tidvis kan lsdriftens retning skifte til motsatt retning omtrent i løpet av en halv time. Dette skaper en vesentlig bekymring ved konvensjonelle lastekonsepter hvor tankeren, for eksempel 90.000 tonn dødvekt, ligger i kjølvannet bak en plattform eller et tårn som strekker seg opp over havflaten. Om det i stedet benyttes et neddykket lastekonsept i farvann som er utsatt for drivende is, og om tankeren samtidig tillates å dreie etter isen, kan fordeler oppnås. The ice's movements are mainly controlled by wind, waves, ocean currents and tidal power. From analyzes for the eastern part of the Barents Sea, it has been found that in the long term the movement of the ice is clearly stochastic and, with the exception of periods of rather rectilinear movement, the movement resembles a Brownian movement. Since the ice floes are generally large and heavy, the direction and absolute values of the ice floes' speed cannot change suddenly. Models predict steady movement on the ice, but occasionally the direction of ice drift can change to the opposite direction within about half an hour. This creates a significant concern with conventional loading concepts where the tanker, for example 90,000 tonnes deadweight, lies in the wake behind a platform or tower that extends above the sea surface. If instead a submerged cargo concept is used in waters exposed to drifting ice, and if the tanker is simultaneously allowed to turn behind the ice, advantages can be achieved.

I farvann eksponert for is vil imidlertid bunninstalla-sjoner kunne bli skadet av dype isformasjoner (isrygger i Pechorahavet, isfjell i andre områder) However, in waters exposed to ice, bottom installations could be damaged by deep ice formations (ice ridges in the Pechora Sea, icebergs in other areas)

Tester utført i 1997 og 2000 i skipsmodelltanken i Hamburg (HSVA), Tyskland, hvor et neddykket lastesystem med dreiebøye (STL) ble testet i isvann, viste at installasjoner beligggende under kjølen ville komme i kontakt med is så snart isforholdene forverret seg, dvs. samvirke med isrygger. Følgelig må stigerørene beskyttes mot denne faren. Tests carried out in 1997 and 2000 in the ship model tank in Hamburg (HSVA), Germany, where a submerged turning buoy (STL) loading system was tested in ice water, showed that installations located below the keel would come into contact with ice as soon as ice conditions worsened, i.e. cooperation with ice ridges. Accordingly, the risers must be protected against this hazard.

US patentskrift nr. 5,820,429 beskriver at arrangement for en laste-/lossebøye for bruk i grunne farvann hvor en bøye er anordnet for innføring i og løsbart frigjøring i et nedad åpent mottaksbrønn på et flytende fartøy. Bøyen omfatter en bunnankret senterdel som tillater fluider å passere fra eller til en transportlednmg som er koplet til undersiden av senterdelen. Bøyen omfatter videre en utvendig del som tillater rotasjon av fartøyet rundt senterdelen når den utvendige delen er festet i mottaksbrønnen. Bøyen er utstyrt med en understøttende bunndel som er forbundet med bøyens senterdel og anordnet for understøttelse av bøyen på sjøbunnen når bøyen ikke er i bruk. Et antall forankringslmer er koblet til bøyens senterdel. Forankrings linene strekker seg en vesentlig lengde ut fra bøyen og ned til sjøbunnen. Et slikt system har nok innebygd elastisitet til å kunne heve bøyen fra sjøbunnen. US Patent No. 5,820,429 describes an arrangement for a loading/unloading buoy for use in shallow waters where a buoy is arranged for insertion into and releasable release in a downwardly open receiving well on a floating vessel. The buoy comprises a bottom-anchored center part which allows fluids to pass from or to a transport line which is connected to the underside of the center part. The buoy also includes an external part which allows rotation of the vessel around the center part when the external part is fixed in the receiving well. The buoy is equipped with a supporting bottom part which is connected to the center part of the buoy and arranged to support the buoy on the seabed when the buoy is not in use. A number of anchoring loops are connected to the center part of the buoy. The anchoring lines extend a considerable length from the buoy down to the seabed. Such a system has enough built-in elasticity to be able to raise the buoy from the seabed.

Norsk patentskrift nr. 308.027 beskriver en nedsenkbar lastebøye og en bunnkonstruksjon på sjøbunnen for beskyttelse av lastebøyen når et isfjell passerer. Stigerøret lagres tilsynelatende stigerøret i horisontal, kveilet posisjon på bunnen av bunnkonstruksjonen. Norsk patentskrift nr. 308.027 viser dessuten en løsning der bøyen er beregnet på å flyte på havflaten i operativ stilling. Norwegian patent document no. 308,027 describes a submersible cargo buoy and a bottom structure on the seabed for protection of the cargo buoy when an iceberg passes. The riser is apparently stored in a horizontal, coiled position on the bottom of the bottom structure. Norwegian patent document no. 308,027 also shows a solution where the buoy is designed to float on the sea surface in an operational position.

US patentskrift nr. 3,664,388 beskriver en løsning med en bunnkonstruksjon og en stålsylinder for overføring av olje mellom et landanlegg og et skip via en bunnkonstruksjon. Stålsylinderen kan trekkes tilbake til en inaktiv posisjon i bunnkonstruksjonen om isforholdene skulle kreve det. US Patent No. 3,664,388 describes a solution with a bottom structure and a steel cylinder for the transfer of oil between a land plant and a ship via a bottom structure. The steel cylinder can be retracted to an inactive position in the bottom structure should the ice conditions require it.

DU patentskrift nr. 4,505,618 beskriver en halvt neddykket plattform som er utstyrt med en permanent installert beskyttelse som utgjør en integrert del av plattformen. Dette US patentskrift omhandler en halvt neddykkbar boreplattform utstyrt med en stigerørsbeskyttelse som utgjør en integrert del av plattformskroget. Beskyttelsen er i form av et stivt, timeglassformet legeme hvis nedre ende er i form av en åpen gitterverkskonstruksjon og er festet til og henger ned fra dekket på den halvt neddykkbare plattformen. Stigerøret løper ned gjennom det basseng som beskyttelsen danner. DU Patent No. 4,505,618 describes a semi-submerged platform which is equipped with a permanently installed guard which forms an integral part of the platform. This US patent document relates to a semi-submersible drilling platform equipped with a riser protection which forms an integral part of the platform hull. The protection is in the form of a rigid, hourglass-shaped body, the lower end of which is in the form of an open lattice structure and is attached to and hangs down from the deck of the semi-submersible platform. The riser runs down through the basin formed by the protection.

Et formål med oppfinnelsen er å videreutvikle et lastesystem som kan opereres sikker i farvann eksponert for is slik at det neddykkbare dreiebøyesystemet, inklusive stigeledningen, ka lagres på en fullstendig beskyttet måte når systemet ikke er i bruk. One purpose of the invention is to further develop a loading system that can be operated safely in waters exposed to ice so that the submersible turning buoy system, including the riser, can be stored in a completely protected manner when the system is not in use.

Et andre formål er å fremskaffe et beskyttelsessystem for en stigeledning som strekker seg mellom sjøbunnen og fartøyet. A second purpose is to provide a protection system for a riser that extends between the seabed and the vessel.

Nok et formål ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte for forankring av et fartøy til en neddykket dreiebøye i farvann eksponert for is. Another object of the present invention is to provide a method for anchoring a vessel to a submerged turning buoy in waters exposed to ice.

Et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelsen er å fremskaffe et system hvor lastesystemet raskt kan trekkes tilbake til en fullstendig beskyttet posisjon hvor stigerøret ikke vil utsettes for sammenstøt med drivende is. Følgelig er det et formål å fremskaffe et lastesystem hvor lasteoperasjonen raskt kan avbrytes og den oppankrede tanker raskt kan frigjøres fra forankrmgssystemet. A further purpose of the present invention is to provide a system where the loading system can be quickly retracted to a completely protected position where the riser will not be exposed to collisions with drifting ice. Consequently, it is an aim to provide a loading system where the loading operation can be quickly interrupted and the anchored tank can be quickly released from the anchoring system.

Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnår formålene ved hjelp av et lastesystem og fremgangsmåte som beskrevet i kravene. According to the present invention, the objectives are achieved by means of a loading system and method as described in the claims.

Oppfinnelsen skal beskrives i større detalj nedenfor i tilknytning til en foretrukket utførelsesform og med henvisning til tegningene hvor: figur 1 viser modellert bevegelse av isens bevegelse; The invention shall be described in greater detail below in connection with a preferred embodiment and with reference to the drawings where: figure 1 shows modeled movement of the movement of the ice;

figur 2 viser et typisk lastesystem ifølge tidligere kjent teknikk; figure 2 shows a typical loading system according to prior art;

figur 3 viser lastesystemet ifølge oppfinnelsen idet stigerøret er koplet til fartøyet; Figure 3 shows the loading system according to the invention, with the riser connected to the vessel;

figur 4 viser detaljer ved stigerørets beskyttelsesinnretning; figure 4 shows details of the riser protection device;

figur 5 viser lastesystemet i en tilbaketrukket, opp-lagret posisjon på sjøbunnen; Figure 5 shows the loading system in a retracted, stowed position on the seabed;

figur 6 viser stigerørets beskyttelsesinnretning i en fase hvor stigerøret løftes opp mot fartøyet fra den tilbaketrukkede stilling; og Figure 6 shows the riser protection device in a phase where the riser is lifted up towards the vessel from the retracted position; and

figur 7 viser et trinn i prosessen med å installere deler av lastesystemet på sjøbunnen. figure 7 shows a step in the process of installing parts of the loading system on the seabed.

Figur 1 viser modellerte bevegelser av isens bevegelse. Figure 1 shows modeled movements of the movement of the ice.

Sprangene mellom hvert punkt på linjen representerer et tids-spenn på 10 minutter. Figuren gir et inntrykk av bevegelsen i løpet av en 24-timers periode. Som indikert på figuren forut-sier modellen jevn bevegelse av isen. Tidvis kan imidlertid endringer til motsatt retning skje i løpet av om lag en halv time. Dette skaper grunnlag for en vesentlig bekymring for konvensjonelle lastesystemer hvor en tanker, for eksempel en 90.000-tonner, er forankret i kjølvannet bak en plattform eller et tårn som strekker seg opp over havflaten, slik som vist på figur 2. The gaps between each point on the line represent a time span of 10 minutes. The figure gives an impression of the movement during a 24-hour period. As indicated in the figure, the model predicts steady movement of the ice. Occasionally, however, changes to the opposite direction can occur within about half an hour. This creates the basis for a significant concern for conventional loading systems where a tanker, for example a 90,000-tonner, is anchored in the wake behind a platform or tower that extends above the sea surface, as shown in Figure 2.

Ifølge figur 2 er et tankskip 10 fortøyd til en plattform 11 og fluider lastes fra plattformen 11 til fartøyet 10 gjennom en fleksibel slange 12. Den fleksible slangen 12 er opphengt fra en roterbar lastearm 12. Siden fartøyet bare er fortøyd til plattformen er mulighetene for kollisjon mellom fartøyet 10 og plattformen stor, om og når bevegelses-retningen på den drivende is endres plutselig. Ved et slikt tilfelle må lasteoperasjonen avbrytes umiddelbart og tankeren må raskt frigjøres fra forankringssystemet. According to figure 2, a tanker 10 is moored to a platform 11 and fluids are loaded from the platform 11 to the vessel 10 through a flexible hose 12. The flexible hose 12 is suspended from a rotatable loading arm 12. Since the vessel is only moored to the platform, the possibilities of collision are between the vessel 10 and the platform large, if and when the direction of movement of the drifting ice changes suddenly. In such a case, the loading operation must be stopped immediately and the tanker must be quickly released from the mooring system.

For å overkomme slike problemer er det nødvendig med et neddykket lastesystem, hvilket reduserer mulig påvirkning fra drivende is samtidig som at tankeren 10 tillates å dreie, avhengig av isens bevegelsesretning. In order to overcome such problems, a submerged loading system is required, which reduces the possible influence of drifting ice while allowing the tanker 10 to turn, depending on the ice's direction of movement.

Figur 3 viser i prinsippet en foretrukket utførelsesform av et lastesystem ifølge oppfinnelsen. Som vist på figur 3 flyter et fartøy på havflaten. Fartøyet er utstyrt med en "moon-pool" 15 og er roterbart oppankret til sjøbunnen 16 ved hjelp av et flertall forankringslmer 17. Et fleksibel stige-rør 18 strekker seg mellom sjøbunnen 16 og fartøyet 10. Stigerøret 18 er ved sin øvre ende koplet til en neddykket dreiebøye 19 slik at fartøyet tillates å dreie etter vind, bølger og strøm. Dreiebøyen kan være av en type som er beskrevet i søkerens US patentskrift nr. 5,820,429 som herved er inntatt ved referansen. Stigerørets øvre ende 18 er ved hjelp av en svivelkopling (ikke vist) løsbart koplet til en tilsvarende rørledning om bord på fartøyet. Figure 3 shows, in principle, a preferred embodiment of a loading system according to the invention. As shown in Figure 3, a vessel floats on the surface of the sea. The vessel is equipped with a "moon-pool" 15 and is rotatably anchored to the seabed 16 by means of a plurality of anchoring links 17. A flexible riser pipe 18 extends between the seabed 16 and the vessel 10. The riser pipe 18 is connected at its upper end to a submerged turning buoy 19 so that the vessel is allowed to turn according to wind, waves and current. The turning buoy can be of a type that is described in the applicant's US Patent No. 5,820,429, which is hereby incorporated by reference. The riser's upper end 18 is releasably connected to a corresponding pipeline on board the vessel by means of a swivel coupling (not shown).

Ifølge oppfinnelsen er stigerøret 18 beskyttet av en beskyttelsesinnretnmg 20. Ifølge utførelseseksemplet vist på figur 3 er den øvre ende av beskyttelsesinnretningen 20 opphent fra den neddykkede dreiebøyen 19 ved hjelp av et flertal kjettinger, vaiere eller lignende 21. Den nedre enden av beskyttelsesinnretningen 20 er koplet til en foranknngs-del 22. Ifølge et foretrukket utførelseseksempel av oppfinnelsen omfatter beskyttelsesinnretningen 20 et flertall hule, oppad rettavkortede koniske elementer 23 med en mindre øvre diameter og en større nedre diameter. According to the invention, the riser 18 is protected by a protective device 20. According to the embodiment shown in Figure 3, the upper end of the protective device 20 is raised from the submerged turning buoy 19 by means of a plurality of chains, cables or the like 21. The lower end of the protective device 20 is connected to an anchoring part 22. According to a preferred embodiment of the invention, the protection device 20 comprises a plurality of hollow, upwardly truncated conical elements 23 with a smaller upper diameter and a larger lower diameter.

Lastesystemet ifølge oppfinnelsen omfatter videre en konstruksjon 24 i eller på sjøbunnen. Ifølge et foretrukket utførelseseksempel av oppfinnelsen utgjøres konstruksjonen 24 av en silo som huser og beskytter stigerøret 18 og beskyttelsesinnretningen 20 når lastesystemet ikke er i bruk. Siloen 24 er gravet ned i sjøbunnen 16 og er utstyrt med en topplate 25 som går mer eller mindre i ett med sjøbunnen 16. Følgelig vil kun en svært liten del av systemet være eksponert på sjøbunnen når lastesystemet er trukket tilbake til sin beskyttede posisjon, jfr. figur 5. The loading system according to the invention further comprises a structure 24 in or on the seabed. According to a preferred embodiment of the invention, the structure 24 consists of a silo which houses and protects the riser 18 and the protection device 20 when the loading system is not in use. The silo 24 is dug into the seabed 16 and is equipped with a top plate 25 which is more or less one with the seabed 16. Consequently, only a very small part of the system will be exposed on the seabed when the loading system is retracted to its protected position, cf. . figure 5.

Siloen omfatter to hoveddeler; en celle 26 og et hovedkammer 27. En stigerørstrommel 28 er plassert i kammeret 27. Trommelen 28 kan for eksempel drives av en motor eller lignende. Den nedre enden av stigerøret 18 er koplet til en rørledning 29 som kommer fra en oljebrønn eller lignende. Koplingen mellom rørledningen 29 og den nedre enden av stigerøret 18 er utstyrt med en svivel av en hvilket som helst konvensjonell type. Svivelen tillater relativ rotasjon mellom rørledningen 29 og stigerørstrommelen 28. The silo comprises two main parts; a cell 26 and a main chamber 27. A riser drum 28 is placed in the chamber 27. The drum 28 can, for example, be driven by a motor or the like. The lower end of the riser 18 is connected to a pipeline 29 which comes from an oil well or the like. The connection between the pipeline 29 and the lower end of the riser 18 is provided with a swivel of any conventional type. The swivel allows relative rotation between the pipeline 29 and the riser drum 28.

Topplaten 25 kan ifølge et utførelseseksempel av oppfinnelsen være utstyrt med en åpning 30 som har en form og størrelse som tilsvarer form og størrelse på forankringsdelen 22. Topplaten 25 kan i det minste når systemet benyttes i grunnere farvann være utstyrt med et mannhull 31. Dette muliggjør adkomst for lett vedlikehold. According to an embodiment of the invention, the top plate 25 can be equipped with an opening 30 which has a shape and size that corresponds to the shape and size of the anchoring part 22. The top plate 25 can, at least when the system is used in shallower waters, be equipped with a manhole 31. This enables access for easy maintenance.

En vertikal spalte 32 er anordnet i den nedre del av en vegg 32 som deler cellen 25 og kammeret 27. Høyden på spalten 33 er større enn forventet hivampiitude på fartøyet 10. Bredden på spalten 33 er større enn diameteren på stigerøret 18. A vertical gap 32 is arranged in the lower part of a wall 32 which divides the cell 25 and the chamber 27. The height of the gap 33 is greater than the expected height of the vessel 10. The width of the gap 33 is greater than the diameter of the riser 18.

Fleksible deflektorer 34 er anordnet over åpningen 30 for stigerøret 18 og dens beskyttelsesinnretning 20 for å redusere muligheten for at bunnmasser skal trenge inn i siloen 24 når lastesystemet er koplet til fartøyet 10. Lett vedlikehold kan årlig utføres gjennom å fjerne bunnmasser fra bunnen av siloen. Systemet kan også tilpasses slik at gjennomgangen i topplaten blir tett om ønsket. Flexible deflectors 34 are arranged over the opening 30 for the riser 18 and its protection device 20 to reduce the possibility of sediments entering the silo 24 when the loading system is connected to the vessel 10. Light maintenance can be carried out annually by removing sediments from the bottom of the silo. The system can also be adapted so that the passage in the top plate is closed if desired.

Figur 4 viser deler av beskyttelsesinnretningen 20. Som visjt på figuren omfatter beskyttelsesinnretningen et flertall hule, rettavkortede koniske elementer 35. Hvert element er åpnet i begge ender. Elementene 35 er opphengt i hverandre ved hjelp av kjettinger eller vaiere 21. Stigerøret strekker seg gjennom et sett med elementer 35. Figure 4 shows parts of the protection device 20. As seen in the figure, the protection device comprises a plurality of hollow, right-truncated conical elements 35. Each element is open at both ends. The elements 35 are suspended from each other by means of chains or wires 21. The riser extends through a set of elements 35.

I og med at elementene 35 er opphengt i hverandre vil elementene 35 når beskyttelsesinnretningen 29 senkes, stables i hverandre. Dette muliggjør at beskyttelsesinnretningen 20 alltid vil kunne ha en tilstrekkelig lengde. Når fartøyet er i sin midlere stilling vil noen av elementene 35 kunne være stablet ved bunnen av beskyttelsesinnretningen 20, beliggende på topplaten på siloen 24. Følgelig vil den totale lengden til beskyttelsesinnretningen 20 være tilstrekkelig lang til å kunne følge fartøyets 10 hivbevegelser. As the elements 35 are suspended from one another, the elements 35 when the protective device 29 is lowered, will stack into one another. This enables the protective device 20 to always be of sufficient length. When the vessel is in its middle position, some of the elements 35 could be stacked at the bottom of the protective device 20, located on the top plate of the silo 24. Consequently, the total length of the protective device 20 will be sufficiently long to be able to follow the heaving movements of the vessel 10.

Elementene 35 er opphengt uavhengig av stigerøret 18. Stigerøret 18 vil følgelig følge skipets 10 bevegelser og vil gli fritt inne i de nederste elementene 35. The elements 35 are suspended independently of the riser 18. The riser 18 will therefore follow the movements of the ship 10 and will slide freely inside the lowermost elements 35.

En mulig utforming av elementene 35 er presentert på figur 4. Denne utformingen kan varieres uten derved å fravike oppfinnelsestanken. Utformingen vist på figur 4 er kun ment å gi en ide på elementenes 35 funksjon. Som vist på tegningen blir elementene 35 innbyrdes knyttet sammen ved hjelp av kjettinger. Det skal imidlertid anføres at vaiere eller andre typer opphengning kan benyttes. Tegningene antyder videre at fire kjettinger benyttes for opphenging av elementene 35. Det skal i denne sammenheng anføres at antallet kjettinger kan varieres. Eksempelvis kan tre kjettinger være egnet. A possible design of the elements 35 is presented in figure 4. This design can be varied without thereby deviating from the idea of the invention. The design shown in Figure 4 is only intended to give an idea of the elements' 35 function. As shown in the drawing, the elements 35 are interconnected by means of chains. However, it must be stated that cables or other types of suspension can be used. The drawings further suggest that four chains are used for hanging the elements 35. It should be stated in this context that the number of chains can be varied. For example, three chains may be suitable.

Som videre vist på figur 4 kan den nedre kanten 36 på hvert element 35 være utstyrt med en stablekant 37 som også inkluderer festeøyer 38 for kjettingene 21. Figur 4 viser videre et skjematisk oppriss av forank-ringsdele 22. Som vist på figuren er forankrmgsdelen utstyrt med låseanordninger 39 som er beregnet på å samvirke med tilsvarene spor i topplaten 25 for derigjennom å låse topplaten 25 og forankringsdelen 22 sammen når systemet er i sitt operative modus. Figur 5 viser beskyttelsesinnretningen 20 i en tilbaketrukket posisjon, hvor beskyttelsesinnretningen 20 er i en ikke-aktiv posisjon inne i cellen 26 i siloen 24. Her hviler den nedsenkbare dreiebøyen 19 på topplaten 25, mens forankringsdelen 22 er frigjort fra sitt inngrep med topplaten 25. Forankringsdelen 22 hviler på en spesielt utformet understøttelse 40 ved den nedre ende av cellen 26. I denne posisjonen er elementene 35 stablet på toppen av hverandre, mens en vesentlig del av stigerøret 18 er viklet på trommelen 28 i kammeret 27. Figur 5 viser videre en under-bøy på stigerøret som rager nedenfor den nedre enden av spalten 33. Ankerlinene 17 hviler fritt på sjøbunnen 16. Figur 6 viser lastesystemet i den fase hvor dette løftes opp mot fartøyet 10 ved hjelp av en vaier 41. Som vist løftes den nedsenkbare dreiebøye opp fra topplaten 25 samtidig som forankringsdelen 22 løftes opp til en låst posisjon i topplaten 25 Stigerøret 18 mates ut fra trommelen 28 etter hvert som den nedsenkbare dreiebøyen 19 løftes videre opp. Figur 7 viser et stadium i installasjonsprosessen av lastesystemet. Først installeres siloen 24 på sjøbunnen 16. Alternativt kan siloen 24 være nedgravd i sjøbunnen 16 som vist på figur 7. Ankerlinene 17 kan være installert på forhånd, hvilende på sjøbunnen 16. En fortrinnsvis prefabrikert enhet som omfatter topplaten 25 til siloen 24, trommelen 28 med stigerøret 18 og stigerørsbeskyttelsen 20, inklusive den neddykkbare dreiebøyen, senkes ned i siloen 24 og festes til denne. Deretter festes svivelen ved den nedre enden av stigerøret 18 til rørledningen 29. Ankerlinene 17 kobles til den nedsenkbare dreiebøyen 19. As further shown in Figure 4, the lower edge 36 of each element 35 can be equipped with a stacking edge 37 which also includes attachment eyes 38 for the chains 21. Figure 4 also shows a schematic elevation of anchoring parts 22. As shown in the figure, the anchoring part is equipped with locking devices 39 which are intended to cooperate with the corresponding grooves in the top plate 25 to thereby lock the top plate 25 and the anchoring part 22 together when the system is in its operative mode. Figure 5 shows the protective device 20 in a retracted position, where the protective device 20 is in a non-active position inside the cell 26 in the silo 24. Here the submersible turning buoy 19 rests on the top plate 25, while the anchoring part 22 is released from its engagement with the top plate 25. The anchoring part 22 rests on a specially designed support 40 at the lower end of the cell 26. In this position, the elements 35 are stacked on top of each other, while a significant part of the riser 18 is wound on the drum 28 in the chamber 27. Figure 5 further shows a under-bend on the riser that protrudes below the lower end of the slot 33. The anchor lines 17 rest freely on the seabed 16. Figure 6 shows the loading system in the phase where it is lifted up towards the vessel 10 by means of a cable 41. As shown, the submersible turning buoy is lifted up from the top plate 25 at the same time as the anchoring part 22 is lifted up to a locked position in the top plate 25. The riser 18 is fed out from the drum 28 as it is lowered are the turning buoy 19 is further lifted up. Figure 7 shows a stage in the installation process of the loading system. First, the silo 24 is installed on the seabed 16. Alternatively, the silo 24 can be buried in the seabed 16 as shown in Figure 7. The anchor lines 17 can be installed in advance, resting on the seabed 16. A preferably prefabricated unit comprising the top plate 25 of the silo 24, the drum 28 with the riser 18 and the riser protection 20, including the submersible turning buoy, is lowered into the silo 24 and attached to it. The swivel is then attached at the lower end of the riser 18 to the pipeline 29. The anchor lines 17 are connected to the submersible turning buoy 19.

Systemet fungerer på følgende måte: The system works as follows:

I utgangspunktet er elementene 23 lagret i en sammen-stablet konfigurasjon i cellen 26 i siloen 24. Fartøyet beveges i posisjon over siloen 24 og kobler seg til systemet, jfr. situasjonen vist på figur 5. Bøyen og forankringsdelen 22 løftes først av den nedre understøttelsen 40 hvoretter hele beskyttelsesinnretningen 20 løftes opp til en posisjon som vist på figur 6. Forankringsdelen 22 (detaljert posisjon er vist på figur 4) festes deretter til topplaten 25 på siloen 24 idet låseinnretningen 39 på forankringsdelen 22 bringes i inngrep med tilhørende låseorgan på topplaten 25. Trommelen 28 roteres ikke under hele denne første løfteoperasjon. Slakket i stigerøret 18 er tilstrekkelig for å fremskaffe den første nødvendige lengde. Initially, the elements 23 are stored in a stacked configuration in the cell 26 in the silo 24. The vessel is moved into position above the silo 24 and connects to the system, cf. the situation shown in figure 5. The buoy and the anchoring part 22 are first lifted by the lower support 40 after which the entire protective device 20 is lifted up to a position as shown in figure 6. The anchoring part 22 (detailed position is shown in figure 4) is then attached to the top plate 25 of the silo 24 as the locking device 39 on the anchoring part 22 is brought into engagement with the associated locking device on the top plate 25. The drum 28 is not rotated during this entire first lifting operation. The slack in the riser 18 is sufficient to provide the first required length.

Fartøyet 10 trekker så den neddykkbare dreiebøyen 19 videre oppover til kontakt og inngrep med moonpoolen 15 på fartøyet {figur 3) Under denne fasen vikles stigerøret 18 av trommelen til en posisjon hvor slakket i stigerøret 18 er tilstrekkelig til å kompensere for fartøyets 10 hivbevegelse. Veggen i cellen 26 er for dette formålet utstyrt med en spalte 33 beliggende rett overfor og på linje med trommelen 29, for derigjennom å tillate at stigerøret 18 kan beveges opp og ned. Figur 3 viser med stiplede linjer to ytterpunkter for stigerøret 18. Når systemet er koplet til fartøyet 10 er det ikke beregnet at trommelen skal rotere og slippe ut eller trekke inn stigerør tromlet på trommelen, for derigjennom å følge fartøyets 10 dynamiske bevegelse. I frikoplingsfasen reverseres denne operasjonen. Systemet kan utformes til å være selvlagrende. I et nødstilfelle kan hele systemet automatisk trekkes tilbake inn i siloen. The vessel 10 then pulls the submersible turning buoy 19 further upwards into contact and engagement with the moonpool 15 on the vessel {figure 3) During this phase, the riser 18 is wound by the drum to a position where the slack in the riser 18 is sufficient to compensate for the heaving movement of the vessel 10. For this purpose, the wall in the cell 26 is equipped with a slit 33 located directly opposite and in line with the drum 29, thereby allowing the riser 18 to be moved up and down. Figure 3 shows with dashed lines two extreme points for the riser 18. When the system is connected to the vessel 10, it is not intended that the drum should rotate and release or draw in the riser drum on the drum, thereby following the dynamic movement of the vessel 10. In the disengagement phase, this operation is reversed. The system can be designed to be self-storing. In an emergency, the entire system can be automatically retracted into the silo.

Ved installasjon og ved større overhalinger og vedlikehold kan topplaten 25 demonteres fra siloen og løftes opp og om bord en lekter, et fartøy eller lignende. During installation and during major overhauls and maintenance, the top plate 25 can be dismantled from the silo and lifted up and on board a barge, a vessel or the like.

En viktig fordel ved dette systemet er dets mulighet til å operere under en hvilken som helst type isforhold. Så lenge fartøyet 10 og ankersystemet kan motstå de rådende isforhold, vil stigerøret 18 kunne fungere, siden stigerøret i det An important advantage of this system is its ability to operate in any type of ice conditions. As long as the vessel 10 and the anchor system can withstand the prevailing ice conditions, the riser 18 will be able to function, since the riser in it

minste er delvis beskyttet under fartøyet. the smallest is partially protected under the vessel.

Den vertikale elastisitet i systemet gjør at dette er i stand til å operere under ganske grov sjø. Lastesystemet vil følge fremvise en høy operasjonsgrad. The vertical elasticity of the system means that it is able to operate in fairly rough seas. The loading system will therefore demonstrate a high degree of operation.

Dette overføringssystemet er uavhengig av de frem-gangsmåter som benyttes for kopling til fartøyet 10. Det er for eksempel svært egnet for STL-systernet, men kan også anvendes i tilknytning til andre systemer. Systemet kan for eksempel tilpasses for bruk i tilknytning til ett-punkts forankrede lastesystemer for farvann med lette forekomster av is eller for farvann hvor for eksempel bruk av tunge trålbord finner sted. This transmission system is independent of the methods used for connection to the vessel 10. It is, for example, very suitable for the STL system, but can also be used in connection with other systems. The system can, for example, be adapted for use in connection with one-point anchored loading systems for waters with light deposits of ice or for waters where, for example, the use of heavy trawl boards takes place.

Lastesystemet ifølge oppfinnelsen kan installeres i farvann med forskjellig dybde, alt fra grunne fråvann {så som for eksempel 20 m eller mindre som på utenfor Sakhalm i Pechorahavet eller i de nordlige deler av det Kaspiske hav), til dypere farvann. På dypere farvann er det ikke nødvendig at stigerøret 18 er beskyttet med en beskyttelsesinnretning 20 langs hele sin lengde. Her kan det være tilstrekkelig at kun den øverste som utsettes for islaster beskyttes. Ved å begrense beskyttelsesinnretningen 20 til kun å dekke den øverste delen av stigerøret 18 vil resultere i et system som er enda mer kompakt når dette er lagret på sjøbunnen 16. The loading system according to the invention can be installed in waters of different depths, ranging from shallow waters (such as, for example, 20 m or less as outside Sakhalm in the Pechora Sea or in the northern parts of the Caspian Sea), to deeper waters. In deeper waters, it is not necessary for the riser 18 to be protected with a protective device 20 along its entire length. Here it may be sufficient that only the upper part exposed to ice loads is protected. Limiting the protective device 20 to only cover the upper part of the riser 18 will result in a system that is even more compact when stored on the seabed 16.

Claims

1. Cargo system for transferring hydrocarbons between an installation (24) on a seabed (16) and a floating vessel (10) in areas exposed to ice, such as drift ice, ice floes or icebergs, comprising a submersible STL buoy arrangement that includes a loading and/or unloading buoy configured for insertion into or release from a downwardly open receiving opening (15) on the vessel (10), a flexible riser (18) extending from the installation (24) on the seabed to the buoy (19) and as intended for safe connection to an associated pipeline on board the ship (10), a plurality of anchor lines (17) which are connected to the buoy (19) and which extend outwards and downwards from this towards the seabed, the buoy (19) and the anchoring elements (17) form an anchoring system that allows the ship (10) to turn according to wind, current and/or waves, and a protection instruction (24) placed on or in the seabed to protect the riser when it is in a retracted, not -operational mode, characterized in that the system comprises: a protection device (20) for protecting at least the upper part of the riser (18) from stresses when the riser (18) is in a connected, hydrocarbon transferring mode; and that the protective structure (24) is equipped with devices (28) for controlled storage of the riser (18) in a protected position when the riser is disconnected and withdrawn from the vessel (10).

2. Loading system according to claim 1, where the protective device (20) is suspended in the submersible STL buoy (19), preferably by means of a plurality of chains or cables (21).

3. Loading system according to claim 1 or 2, where the protection device (20) is formed by a plurality of separate, preferably straight-truncated conical elements (35) each of which is suspended in the element (35) above, preferably by means of chains, cables or the like (21 ).

4. Loading system according to claim 3, where the conical elements (35) have a smaller upper diameter and a larger lower diameter or vice versa.

5. Loading system according to claim 1, where the protective structure (24) on the seabed is equipped with an upper plate (25) which is more or less flush with the surrounding seabed (16), the upper plate (25) being equipped with an opening (30) which is in connection with an internal cavity in the protection instruction (24).

6. Loading system according to claim 5, where the protective structure (24) is equipped with a vertical, downwardly open cell (26) which is located directly below the opening (30) in the top plate (25).

7. Loading system according to claim 1, where the riser (18) can be completely retracted into the protective structure (24) when the riser is not in use, the riser being stored on a drum (28) which is placed inside the protective structure (24).

8. Loading system according to claim 7, where the drum (28) is rotatably arranged on a horizontal axis, and that the riser (18) is connected to a supply line (29) for hydrocarbons by means of a swivel which allows the drum (28) to rotate in relation to the supply line (29).

9. Loading system according to claim 1, where the protection device (20) can be completely retracted into the cell (26) when the riser (18) is not in use

10. Loading system according to claim 9, where the elements (35) in the protective device (20) are stacked on top of each other when the protective device (20) is in a retracted position inside the cell (26).

11. Loading system according to one of claims 1-10, where the protection device (20), at its lower end, is equipped with an anchoring part (22) which is designed to cooperate with an anchoring part on the protection instruction (24) for holding the protection device's (20) lower end.

12. Loading system according to claim 11, where the lower end of the chains (21) is attached to the anchoring part (22).

13. Storage system according to claim 11, where the anchoring part (22) is equipped with locking means (39) for locking the anchoring part (22) in a locked position in relation to the anchoring part on the protection instruction (24).

14. Loading system according to claim 13, where the locking means (39) is releasable to thereby allow the anchoring part (22) to be lowered into the lower part of the protective instruction to a retracted position together with the stacked elements (35) when the riser (18) ) are not in use.

15. Loading system according to claim 11, where the lower part of the cell wall is equipped with an anchoring part to lock and support the anchoring part (22) when it is in a retracted lower position in the protective structure (24).

16. Loading system according to claim 5, where the opening (30) in the top plate of the protective device (24) is equipped with a flexible deflector (34) which prevents bottom mass from falling into the protective structure (24) through the opening (30).

17. Loading system according to claim 11, where the anchoring part (22) has an upwardly facing, conical shape which is intended to cooperate with a corresponding shape in the opening (30) in the plate (25) of the protection instruction (24) in order thereby to prevent the anchoring part (22) in moving further upwards.

18. Loading system according to claim 6, where a slot (33) is arranged in the cell wall in the area adjacent to the drum (28).

19. Loading system according to claim 18, where the gap (33) has a height that is greater than the maximum expected vertical heaving movement of the vessel (10) and a width that is greater than the diameter of the riser (18).

20. Method for anchoring a ship to a submersible STL buoy system (19) in waters subject to ice, such as drift ice, ice floes or icebergs, which buoy system comprises a loading and/or unloading buoy (19) configured for insertion into or for release from a downwardly open receiving opening (15) on the ship (10), a flexible riser (18) extending from an installation (24) on a seabed to the buoy (19) and a plurality of anchor lines (17) which is connected to the buoy (19) and which extends outwards and downwards towards the seabed, the buoy (19) and the anchoring lines (17) forming an anchoring system that allows the ship (10) to turn according to wind, current and/or waves , as the ship (10) is brought into position above the riser (18) and the submerged STL buoy (19) which is arranged at the upper end of the riser (19) is pulled up and into said opening on the ship to engage with corresponding devices (15) on the ship, characterized in that a protective device (20) which surrounds the riser (19) is also lifted up together with the buoy (19), so that protection is provided at least for the upper part of the riser (18).

21. Method according to claim 20, where the riser (20) in the installation phase is rolled by a drum (39) arranged at the seabed (16).

22. Method according to claim 21, where the protective device (20) is lifted towards the ship (10) from a retracted position on the seabed (16) to an extended position, in the same operation as lifting the riser (18).

23. Method according to claim 21, where the riser (18) is wound by a drum (28) placed inside a protective instruction (24) on or in the seabed (16).

24. Method according to claim 23, where the riser (18) is unwound to such an extent that an underbend is formed at the lower end of the riser (18) to thereby enable compensation at any time for the heave movements of the ship (10).

25. Five-way method according to claim 20, where the riser (18) and its protection device (20) are completely retracted to an inactive position on the seabed (16).

26. Method according to one of the claims 20-25, where the riser (18) and its protection device (20) are stored in a retracted position on the seabed (16), with an anchoring unit on the riser (18) resting against a support on the inside of a protection instruction ( 24) on the seabed (16) .

27. Method according to claim 26, where the riser (18), the anchoring part (22) and the riser's protective direction (20) and the buoy (18) are lifted upwards until the anchoring part (22) comes into a locking engagement with the top plate (25) of the protective structure (24) after which the riser and the submerged buoy (19) are lifted further upwards towards the ship at the same time that the protective device (20) is lifted upwards from its stacked position to an extended position around the riser (18).

28. Method according to one of claims 20-27, where the protection device (20) comprises a plurality of right-truncated conical cylinders (35), which are suspended from each other by means of chains or cables, are stacked on top of each other when the loading system is brought into its inactive position.

29. Procedure for installing a riser protection system on a seabed, characterized in that a protective construction (24) with an open top is established on a seabed (16), after which a separate, prefabricated unit comprising a drum (28), a flexible riser (18) coiled on the drum (28) and a top plate calculated on forming the upper boundary of the protective structure (24), is lowered towards and into the protective structure (24), after which the lower end of the riser (18) is connected to a supply line (29) for hydrocarbons by means of a swivel.